【文章內容簡介】 則輸出低電平。電壓比較器輸入是線性量，而輸出是開關（高低電平）量。一般應用中，有時也可以用線性運算放大器，在不加負反饋的情況下，構成電壓比較器來使用。 光敏電阻光敏（photovaristor）又叫光感電阻，是利用半導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉換（將光的變化轉換為電的變化）。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當受到光照時，只要光子能量大于半導體材料的禁帶寬度，則價帶中的電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導帶，并在價帶中產生一個帶正電荷的空穴，這種由光照產生的電子—空穴對增加了半導體材料中載流子的數目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產生的電子—空穴對將逐漸復合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復原值。6 檢測模塊設計檢測模塊檢測準確性是太陽能全天候跟蹤準確跟蹤的基礎，所以太陽定位十分重要。：l 最大能量積分，如圖61所示。l “多元法三維”太陽自動跟蹤系統(tǒng) 如圖62所示。l 兩者結合如圖63所示。 圖61 “多元法”太陽能定位裝置圖 圖62 單方向定位裝置示意圖圓筒里面光敏電阻光敏電阻圖63 “二者結合”示意圖三種方案逐一比較，“兩者結合”方案控制方便，檢測準確，而且制作簡單，所以檢測模塊的太陽定位模式采用“二者結合”的方案。正中央的光敏電阻中心線與電池板垂直，最邊上的兩上光敏電阻的連線與板的夾角q可由下公式確定 ：a——某地黃昏時電池板與地面的夾角，（電池板的極大轉角） b——當地早晨光線與地面的夾角（太陽高度角） R——半圓柱體的半徑 L——電池板的長度 圖64 q角的計算圖7 全天候太陽能跟蹤系統(tǒng)的電源設計電源供給系統(tǒng)是為太陽跟蹤系統(tǒng)步進電機提供能源的裝置，而在本系統(tǒng)中既涉及到信號電信號，又涉及到功率電信號，為了保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定正常的工作，電源的設計部分也是一個關鍵要解決的問題。：綜合電源的質量、重量及價格等因素，選用220V TO 15V集成電源模塊組作為15V直流電源，5V是15V電源經LM7805線性穩(wěn)壓得到。在信號處理的部分，由于單片機和檢測模塊需要的是5V的電源，而電機驅動部分需要的是15V的電源，所以我們在系統(tǒng)中采用LM7805模塊，實現(xiàn)了15V和5V的轉換，如圖71所示。 圖71 電源電路圖：此方案在接通電源后LM7805發(fā)熱量大，造成功耗很大，太陽能全天候跟蹤系統(tǒng)中，電動機為強干擾源，電壓源共地很容易給單片機系統(tǒng)帶來干擾。為了提高單片機系統(tǒng)的可靠性就采用獨立的5V電壓給單片機供電，而單片機系統(tǒng)所需的5V直流電源則由4節(jié)超霸蓄電池串聯(lián) (畢業(yè)演示時由電腦USB) 提供，～，很適合單片機系統(tǒng)的供電。8 系統(tǒng)的組成原理本課題接收系由運算放大器LM324N、LM358，可調電阻，光敏電阻，普通電阻組成。電路原理圖如圖81所示。接收系統(tǒng)主要功能是對不同強度光線進行感應，把陽光強度轉化成電壓伏特值，將把感應的伏特值與我們設定的基準電壓進行比較。如果感應的伏特值比我們設定的值，接收系統(tǒng)將輸出一個信號給單片機，單片機接收到該信號后進行處理，然后控制步進電機旋轉接收板沿光線強烈地方轉，直到九個感敏電阻感應光線強度一樣。該電路中的核心元件是光敏電阻，它可以把不同強度光線轉化成不同幅值的電壓。合適調整可調電阻的值，當陽光照到光敏電阻R1比照到光敏電阻R2或其他光敏電阻，比較器LM324或LM358將輸出一個信號給單片機。也即照到這個九個光敏電阻光線強度不一樣。單片機將會控制接收板向陽光強度地方偏轉，直到它們受光強度一樣。（不要遮光板，光強能有差別嗎？）光敏電阻R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9感應環(huán)境光度，耦合比較器LM324N,LM358進行比較，,。,～。單片機根據輸入數據進行處理，,，控制步進電機旋轉。圖8—1 接收系統(tǒng)的電路原理 用戶控制系統(tǒng)用戶控制系統(tǒng)主要功能是實現(xiàn)設定系統(tǒng)時間，系統(tǒng)根據用戶設定時間旋轉接收板，實現(xiàn)全天候跟蹤太陽。按鍵與單片機輸入端口及相應功能對應關系如表8—2所示。表8—2 按鍵與單片機輸入端口及相應功能對應關系開關按鍵單片機端口對應功能 K1 調節(jié)時間按鈕K2 確定時間K3 時間的增減系統(tǒng)默認時間是00:00，當系統(tǒng)通電時，如果時間與實際時間不對，用戶可以通過控制按鈕進行時間調整。當按下K1鍵時，系統(tǒng)進入調節(jié)時間狀態(tài)，按K3鍵進行時間調整。系統(tǒng)首先對小時進行調整，用戶每按K3一次，系統(tǒng)增加一小時，并且蜂鳴器“滴“一聲，提醒用戶系統(tǒng)時間已經增加1了。小時調整完畢，用戶按K2進行確認，同時蜂鳴器”滴“一聲，系統(tǒng)進入分鐘調整，同樣，用戶每按K3一次，系統(tǒng)時間增加一分鐘，同時蜂鳴器也滴一聲。當時間調整完畢，用戶按K1，蜂鳴器”滴“一聲系統(tǒng)退出時間調整狀態(tài)，如圖82所示。圖82 按鈕及蜂鳴器原理圖： 顯示系統(tǒng)單片機剛上電，顯示屏顯示太陽能全天候跟蹤系統(tǒng)（Automatic Tracked，System of Sun），過了3秒鐘，顯示系統(tǒng)當前時間和工作狀態(tài)。當電機轉動時，顯示自動跟蹤，運行狀態(tài)（Automatic Tracked，RUNNING，當前時間），當電機停止時,顯示（Automatic Tracked，STOP和當前時間）。顯示屏與單片機連接原理圖如圖83所示。圖83 顯示屏與單片機連接原理圖9系統(tǒng)軟件的設計 系統(tǒng)軟件的設計主要是通過C語言編程實現(xiàn)單片機對步進電機控制以及系統(tǒng)狀態(tài)的顯示。軟件設計流程圖如圖91所示。開 始LCD初始化端口初始化開中斷==1YSEK4=1amp。K3=0或K8=1amp。K7=0電機向東轉并顯示RUNNINGNO==1YESK3=1amp。K4=0或K7=1amp。K8=0電機向西轉并顯示 RUNNING返回并重新檢測各輸入端口NO=1電機停止轉動并顯示STOPNOYES圖91 軟件設計流程圖 中斷處理關中斷=0=1=0加一小時同時響一聲開中斷并返回加一分鐘同時響一聲=1YSEYESYESYSENONONO NO 圖92 外部中斷2 中斷處理中斷處理顯示時間退出中斷并返回退出中斷并返回 定時器1中斷 定時器0中斷圖93 外部中斷2 圖94 外部中斷2：include //51芯片管腳定義頭文件include //內部包含延時函數 _nop_()。define uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine delayNOP()。 {_nop_()。_nop_()。_nop_()。_nop_()。}。uchar n, m,data_temp1,data_temp2,flag。uchar cout0=0,cout1=0,cout2=0。/********************************************************//* /* 定義電機轉動時序 /* /********************************************************/uchar code FFW[8]={0x1F,0x3F,0x2F,0x6F,0x4F,0xCF,0x8F,0x9F}。uchar code REV[8]={0x9F,0x8F,0xCF,0x4F,0x6F,0x2F,0x3F,0x1F}。uchar code timer[2]={15,100}。 /********************************************************//* /* 光敏電阻與單片機接口定義 /* /********************************************************/sbit K1 =P1^0。sbit K2 =P1^1。sbit K3 =P1^2。sbit K4 =P1^3。 sbit K5 = P1^4。 sbit K6 = P1^5。 sbit K7 = P1^6。 sbit K8 = P1^7。 sbit K9 = P3^1。 /********************************************************//* /* 按鈕端口定義 /* /********************************************************/ sbit STIMER=P3^7。//時間確定sbit ATIMER=P2^3。//調節(jié)時間sbit BEEP=P3^3。//外部中斷和風鳴器sbit PULE = P3^2。 // T1發(fā)出脈沖接口/********************************************************//* /* 方位角電機接口定義 /* /********************************************************/sbit DIR=P3^5。 //第二個電機的控制線接口sbit PLS=P3^6。/********************************************************//* /* LCD控制端口定義 /* /********************************************************/sbit LCD_RS = P2^0。 //lcd接口 sbit LCD_RW = P2^1。sbit LCD_EN = P2^2。/********************************************************//* /* LCD顯示字符定義 /* /********************************************************/uchar code cdis1[ ] = {Automatic Tracked}。uchar code cdis2[ ] = { System of Sun}。uchar code cdis3[ ] = { 00:00}。uchar code cdis4[ ] = { STOP }。uchar code cdis5[ ] = {RUNNING }。/********************************************************//* /* ，程序 /* /**********************************